CN104453963A - 一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，其包括垫板、指针、钢丝绳、杆体、内杆、锚固端，垫板上开有指针槽，指针槽内安装有指针，所述钢丝绳通过联通孔一端对应连接指针，另一端对应连接内杆，锚固端中部设置有可伸缩圆盘，在外部压力作用下可沿杆体径向方向推开可伸缩圆盘，可以张开为直径大于锚固端的圆盘。本发明可以用于煤矿冲击地压、金属矿山岩爆等的支护与预报预测。

Description

一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统

技术领域

本发明涉及一种专门适用于地下煤炭开采的煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统。 

背景技术

    长期以来，煤与瓦斯突出是煤矿最主要的重大灾害之一，而且大多数发生在巷道中。例如：近期（2014年11月24日）在贵州省六盘水市响水矿河西采区1135掘进工作面发生一起煤与瓦斯突出事故，造成20人遇难，损失巨大，严重影响了煤矿生产在社会上的声誉。一般来说，煤与瓦斯突出事故发生时具有突发性、瞬时性和严重破坏性等特点，发生之前预兆表现不明显，发生时煤岩层在高瓦斯压力的作用下高速喷向发生地点的工作空间，伴随强震动、摧毁支架、埋没开采设备等强烈动力现象，直接威胁煤矿开采工作人员的生命安全和财产安全。因此，如何更加有效地提高煤与瓦斯预测预报的准确性是矿井安全的关键技术。 

在高瓦斯矿井开采过程中，预防煤瓦斯突出与加强支护是针对该事故相应的有效措施。锚杆支护因其支护效果良好、造价低廉被广泛的应用于煤矿巷道支护中，尤其是树脂锚杆更被重点推广应用。树脂锚杆因其树脂锚固剂在锚杆锚固端充当优良的粘结剂，使得锚杆锚固端与煤岩体结合紧密牢靠，进而保证了锚杆整体支护性能。但是，锚固剂具有一定的流动性，锚杆安装时，常常会出现沿着螺纹溢出或者锚固剂不能充分与岩层和锚杆杆体接触等现象，大大减弱了锚杆的锚固性能，从而导致锚杆的支护效果差，出现煤岩体与锚杆杆体同步运动的现象，不能有效地控制煤岩体的变形。这样，在高瓦斯压力作用下，失效的锚杆容易和煤与瓦斯同时喷出，造成重大安全事故。 

发明内容

为解决高瓦斯巷道变形大、变形危险等级无法预先显示，以及锚固端锚固剂过分溢出而影响锚固强度的问题，本发明提供一种结构简单、使用方便、安全可靠的一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统。 

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，包括垫板、指针、钢丝绳、杆体、内杆、锚固端，所述垫板开有圆形孔以固接杆体并供钢丝绳通过，垫板上开有指针槽，指针槽内安装有指针，指针槽一旁开有刻度尺，所述的指针槽一端与圆形孔开有联通孔以供钢丝绳通过，所述的钢丝绳通过联通孔一端对应连接指针，另一端对应连接内杆，所述的杆体为中空杆体，内部可插入内杆，端部开有供可压缩弹子突出的小孔，所述的内杆为中空杆体，一端连接钢丝绳，钢丝绳段设置有定强度可压缩弹子，另一端设置有可压缩弹子，对应连接锚固端，锚固端另一端刻有外螺纹。 

本发明还可以通过如下技术方案进一步实现。 

所述垫板上方安装有机械速度钟表，机械速度钟表与垫板正面留有空隙供指针通过，所述的机械速度钟表为微型速度表，速度表与垫板正面的空隙内有速度表裸露的齿条，依靠指针滑动带动齿条转动，齿条带动速度表指示针转动，当速度达到一定值后，钟声会敲响。 

所述指针槽开设在垫板的对角线方向。 

所述内杆的末端安装有可伸张爪，所述锚固端中部设置有可伸缩圆盘，所述的可伸张爪端部为弯曲弹片，所述的可伸缩圆盘初始状态内缩于锚固端中部，弯曲弹片深入对应的锚固端孔后，在外部压力作用下可沿杆体径向方向推开可伸缩圆盘，可以张开为直径大于锚固端的圆盘。 

本发明的有益效果在于： 

一、对于具有煤与瓦斯突出危险的巷道，如何更加有效地提高煤与瓦斯预测预报的准确性是关键。本系统能直观地反映煤与瓦斯突出变形与压力特征，利用突出前的煤岩体变形值急剧增大的现象达到预测与预报的目的。而且，坚固牢靠的垫板上部安装了刻度尺与机械速度钟表，可以显示巷道围岩位移大小与变形速度而反映出来的危险等级，具有较准确的预警作用；

二、为了解决普通锚杆在安装时锚固剂会沿着螺纹向杆体方向溢出或者锚固剂不能充分与岩层和锚杆杆体接触等的缺陷。本发明在锚杆的锚固端设计了一种特有的可伸缩圆盘，它能阻止锚固剂不向杆体方向溢出，保证（锚固剂、岩层与锚杆粘结充分）锚固端锚固强度足够牢靠，达到提高锚固强度的目的；

三、本发明将各个实体部分实构成整体，然后紧贴钻孔，将锚杆打入巷道，固定牢靠即可。所组成的支护结构具有结构巧妙紧凑、安装方便、适应能力强等特点；

四、本发明杆体中空，内杆可以在杆体内部滑动一定的距离，从而实现整个杆体的伸缩性，适应了高瓦斯巷道围岩的大变形情况；

五、本锚杆系统还可以用于煤矿冲击地压、金属矿山岩爆等的支护与预报预测。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图； 

图2为本发明的内杆结构示意图；

图3为本发明的可伸张爪结构示意图；

图4为本发明的锚固端结构示意图；

图中：1、垫板，2、指针，3、指针槽，4、刻度尺，5、钢丝绳，6、外螺纹，7、定强度可压缩弹子，8、杆体，9、内杆，10、内杆中部，11、弹簧弹片，12、可压缩弹子，13、可伸张爪，14、圆形孔，15、可伸缩圆盘，16、锚固端，17、机械速度钟表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 

一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，包括包括垫板1、指针2、指针槽3、刻度尺4、钢丝绳5、外螺纹6、可压缩弹子7、杆体8、内杆9、弹簧弹片11、可伸张爪13、圆形孔14、可伸缩圆盘15、锚固端16，所述的垫板1为方形垫板，中心开有圆形孔以固接杆体8并供钢丝绳5通过，垫板1上方安装有机械速度钟表17，机械速度钟表17与垫板1正面留有空隙供指针2通过，沿对角线方向开有指针槽3，指针槽3内安装有指针2，指针槽3一旁开有刻度尺4。所述的指针2当内杆9与杆体8相对滑动时能够移动，指针2可以在刻度尺4上显示出滑动位移。所述的刻度尺4分为绿色、黄色和红色三部分，绿色部分表示位移正常，黄色部分表示位移可控，红色部分表示位移危险。所述的机械速度钟表17为微型速度表，与垫板1正面的空隙内有机械速度钟表17裸露的齿条，依靠指针2滑动带动齿条转动，齿条带动机械速度钟表17指示针转动，当速度达到一定值后，钟声会敲响。所述的指针槽3一端与圆形孔开有联通孔以供钢丝绳5通过。所述的钢丝绳通5过联通孔一端对应连接指针2，另一端对应连接内杆9。所述的杆体8为中空杆体，内部可插入内杆9，端部开有供可压缩弹子突出的小孔。所述的内杆9为中空杆体，一端连接钢丝绳5，另一端安装可伸张爪13，内杆中部10为与杆体8等直径的杆体，钢丝绳段设置有定强度可压缩弹子7，可伸张爪13前端设置有可压缩弹子12。所述的定强度可压缩弹子7在一定拉力下可被拉断，致使内杆9与杆体8相对滑动。所述的可压缩弹子12可以垂直于杆体轴线方向伸缩，可压缩弹子12下方对应一弹簧弹片11。所述的弹簧弹片11一端紧贴内杆9远离小孔方向，另一端对应可压缩弹子12。所述的可伸张爪13端部为弯曲弹片，弯曲弹片深入对应的锚固端16孔后，在外部压力作用下可沿杆体径向方向推开可伸缩圆盘15。所述的锚固端16一端刻有外螺纹，外螺纹可以绞碎锚固剂，一端开设有可伸张爪对应孔，中部设置有可伸缩圆盘15。所述的可伸缩圆盘15初始状态内缩于锚固端16中部，在可伸张爪13的作用下可以张开为直径大于锚固端16的圆盘。所述的可伸缩圆盘15张开后能够阻挡锚固剂向杆体方向溢出，使得锚固剂全部凝结于锚固端内部。将各个实体部分构成整体，然后紧贴钻孔，将锚杆打入巷道，固定牢靠即可。 

Claims (4)

1.一种用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，其特征在于，包括垫板、指针、钢丝绳、杆体、内杆、锚固端，所述垫板开有圆形孔以固接杆体并供钢丝绳通过，垫板上开有指针槽，指针槽内安装有指针，指针槽一旁开有刻度尺，所述的指针槽一端与圆形孔开有联通孔以供钢丝绳通过，所述的钢丝绳通过联通孔一端对应连接指针，另一端对应连接内杆，所述的杆体为中空杆体，内部可插入内杆，端部开有供可压缩弹子突出的小孔，所述的内杆为中空杆体，一端连接钢丝绳，钢丝绳段设置有定强度可压缩弹子，另一端设置有可压缩弹子，对应连接锚固端，锚固端另一端刻有外螺纹。

2.根据权利要求1所述的用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，其特征在于所述垫板上方安装有机械速度钟表，机械速度钟表与垫板正面留有空隙供指针通过，所述的机械速度钟表为微型速度表，速度表与垫板正面的空隙内有速度表裸露的齿条，依靠指针滑动带动齿条转动，齿条带动速度表指示针转动，当速度达到一定值后，钟声会敲响。

3.根据权利要求2所述的用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，其特征在于所述指针槽开设在垫板的对角线方向。

4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的用于煤与瓦斯突出危险巷道的锚固预报预警锚杆系统，其特征在于所述内杆的末端安装有可伸张爪，所述锚固端中部设置有可伸缩圆盘，所述的可伸张爪端部为弯曲弹片，所述的可伸缩圆盘初始状态内缩于锚固端中部，弯曲弹片深入对应的锚固端孔后，在外部压力作用下可沿杆体径向方向推开可伸缩圆盘，可以张开为直径大于锚固端的圆盘。